強磁性ナノコンタクトの作製と磁気抵抗効果

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12740217
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 小野 輝男 大阪大学, 大学院・基礎工学研究科, 講師 (90296749)
• Keywords: 強磁性ナノコンタクト / 量子化伝導 / 巨大磁気抵抗効果

Research Abstract

様々な金属ナノコンタクトの作製法と測定法が提案され、金属ナノコンタクトを介した電気伝導度が量子化コンダクタンスG=2e^2/hの整数倍となることが明らかとなってきた。しかし、これまでの研究対象は非磁性金属に限られ、スピン自由度に着目した研究はほとんどなかった。そこで、強磁性金属であるNiを用いたナノコンタクトの作製と電気伝導度の測定を行った。直径0.1mmのNi線をNi蒸着膜に接触させ振動を与え、Ni線がNi蒸着膜から離れる瞬間の電気伝導度をデジタルオシロスコープを用いて測定した。NiナノコンタクトはNi線がNi蒸着膜から離れる瞬間に形成されると考えられる。Ni線の磁化を飽和する程度の外部磁場を印加するとe^2/h単位の量子化コンダクタンスが観測され、外部磁場がない場合は2e^2/h単位の量子化コンダクタンスが観測される、という興味深い結果を得た。量子化コンダクタンスG=2e^2/hの2はスピン縮退由来であり、Niナノコンタクトで観測されたe/h単位の量子化コンダクタンスは強磁性体Niではスピン縮退がとけていることを示していると理解される。一方、外部磁場がない場合に2e^2/h単位の量子化コンダクタンスが強磁性体Niで観測されたことは意外であったが、Niナノコンタクト領域に閉じこめられた磁壁が関与しているのではないかと考えている。上述した実験結果は、Niナノコンタクトの構造を保持できれば(上述の実験ではNi線を引き離していくので1ミリ秒程度で切れてしまう)、量子化コンダクタンスを外部磁場により制御できることを示唆しており、強磁性ナノコンタクトのデバイス応用の可能性を示唆している。

Research Products

• [Publications] 小野輝男 他2名: "Conductance quantization in ferromagnetic Ni nanowire"J. Magn. Magn. Mater.. 226. 1848-1849 (2001)
• [Publications] 小野輝男 他5名: "Magnetic and transport properties of magnetic wires down to 20 nm in width"J. Magn. Magn. Mater.. 226. 1831-1832 (2001)
• [Publications] 小野輝男 他5名: "Transport Properties of Cu/Permalloy Artificial Layers"J. Phys. Soc. Jpn.. 70. 505-508 (2001)